Handledning för kvalitetssäkring av geoenergilager

Transkript

1 Handledning för kvalitetssäkring av geoenergilager GEOTEC 20 Maj 2011 Thomas Wildig Ekofektiv AB

2 Projektdeltagare 2011 / 2012 Jörgen Rogstam Energi & Kylanalys Thomas Wildig Ekofektiv Björn Thelin Ekofektiv Lars Löfstedt ebab Stefan Cartling ÅF (ersätts av Minna Glemme Lundvall) Johan Barth Geotec Michael Klasson Avanti Systems Jan Persson IVT Mikko Ojanne Rototec Örjan Haag Geawelltech Martin Forsén SVEP Juha Ojala Mouvitech Göran Risberg SGU Conny Ryytty Energimyndigheten Bo Wahlquist Byggtjänst Handledning geoenergilager 2

3 Projektet har som mål att: Att öka kunskapen vid genomförandet av geoenergilager hos entreprenadföretagen, så att de utför borrningar som ligger inom fastighetsgränserna. Att vid energiuttaget öka verkningsgraden med 20% över tiden genom att höja lägsta köldbärartemperatur under vintern till 0 grader. Detta skall ske genom att skapa pedagogiska verktyg för att förstå återladdningens funktion och skapa en energimätare lika bränslemätaren på bilen. Att ge konsulterna och föreskrivandeledet adekvata verktyg att kunna rita geoenergilager som kan byggas med högre kvalité genom bättre utförandekontroller. Säkerställa förfrågningsunderlagens kvalité i form av för värmepumpsinstallationen relevanta utförandeåtgärder Handledning geoenergilager 3

4 Mätning av 5 borrhål i Arninge Hålen har alla borrats till 200 meters djupt och borrats rakt ner, det vill säga utan (avsiktlig) gradning. Borrhålen har mätts med ett instrument EZ-Track som använder sig av Jordens magnetfält och en accellerometer för att mäta positionen. I samtliga fall avviker slutpunkten avsevärt jämfört med om hålet skulle ha borrats rakt. De största avvikelsen finns alltid i botten på borrhålet, naturligt nog. Resultatet av borrhålsmätningarna är som följer: Borrhål 1, rött, största avvikelse 24meter (motsvarar en gradning på ca 7 grader) Borrhål 2, blått, största avvikelse 44 meter (motsvarar en gradning på ca 13 grader) Borrhål 3, gult, största avvikelse 48 meter (motsvarar en gradning på ca 14 grader) Borrhål 4, grönt, största avvikelse 58 meter (motsvarar en gradning på ca 17 grader) Borrhål 5, lila, största avvikelse 35 meter (motsvarar en gradning på ca 10 grader) Siktlinje lika med borrlinjen Handledning geoenergilager 4

5 Borrhålen inlagda på tomtkartan Handledning geoenergilager 5

6 Projektet har som mål att: Att energiutbytet ökar genom att all markförläggning sker i enlighet med gällande byggpraxis och med rördimensionering som möjliggör att turbulent flöde kan ske i hela värmeväxlarsystemets längd. Samverkan med minst 20 företag som delfinansiärer och/eller remissinstanser. Samverkan inom programmet ger även små och medelstora företag möjlighet till utökad FoU samt kontakt med tillverkare, utbildningsorganisationer, konsulter och byggare. Även kunskapsutbyte i internationella organisationer inom geoenergisektorn kommer att ske, genom medverkan i seminarier och mässor Handledning geoenergilager 6

7 Motivering Det är stor skillnad på en energibrunn till en villa värmepump och ett Geoenergilager. Ett geoenergilager kännetecknas av flera (>2 men oftast 5 och uppåt) näraliggande (<25m) sammankopplade borrhål vilka interagerar så att återladdning blir nödvändig. Återladdning är nödvändig för att bibehålla temperaturnivån över tiden. Det saknas idag grundläggande handlingar för föreskrivandeledet när det gäller borrningstekniska genomförandet för att hålla sig inom fastighetsgränserna. Ett flertal mätningar av rakheten har visat att avvikelser på meter inte är något undantag, trots detta borrar man endast ett fåtal meter från tomtgränsen Handledning geoenergilager 7

8 Motivering (2) Verkningsgraden som anges i de flesta värmepumpstillverkares dimensioneringsprogram är med utgångspunkt från ett borrhål med en markvärmeväxlare. Trots detta borras geoenergilager som för att hålla verkningsgraden över tiden kräver återladdning (uppvärmning) sommartid. Köldbärarvätskans medeltemperatur sjunker annars till en så låg nivå att något energitillskott från berget är omöjligt. Genom att i samverkan mellan GEOTEC, Sveriges Avanti- Borrare Förening, Svenska Värmepumpsföreningen, Ekofektiv, m.fl. ta fram vägledande underlag utvecklas geoenergilager till en ledande teknik i Sverige. Detta kan inte bara höja verkningsgraden på installationerna utan också hjälpa de som idag har installationer som inte fungerar pga. brister i upphandlingsunderlagen Handledning geoenergilager 8

9 Motivering (3) Värmepumpsbranschen får genom projektet tillgång till unikt kunnande kring den samlade kompetensen som idag finns i Sverige när det gäller stora geoenergilager. Ett väl fungerande styrmedel för genomförande höjer kompetensen i genomförandeledet och säkerställer att seriösa företag inte prisas ut på grund av brister i kontrollen vid genomförandet. Ett omfattande utbildnings- och föreskrivandematerial behöver tas fram för att kunna tillgodose de konsulter som idag projektera in anläggningar med relevanta dwg filer. Dessa beskriver genomförandehandlingarna samt tillsammans med texten beskrivs hur besiktningar skall ske för att säkerställa kvalitén i utförandet av geoenergilagren Handledning geoenergilager 9

10 Genomförande Projektledare är Jörgen Rogstam - Energi & Kylanalys Styrgruppen för projektet: SVEP, Sveriges Avanti-Borrares Förening, Ekofektiv, Mouvitec, Rototech, ÅF och flera kommer att tillkomma. Resurser kommer att tillföras från de deltagande organisationerna och i vissa fall från externa konsulter. Projektet löper över tiden apr11 till dec Handledning geoenergilager 10

11 Upplägg / struktur Utkast till struktur på handledningen Tanken med dokumentet är att det ska innehålla olika delar för enkelhetens skull benämnda A, B och C A-delen är en kunskapsdel sammanställer relevant information på temat energilager och relaterade ämnen såsom tillämplig mätteknik, etc. B-delen är den sk föreskrivandedelen sätter upp krav/önskemål för en entreprenad eller ett projekt C-delen kallas i nuläget för utbildningsdelen ska innehålla en kravprofil på utbildningsbehov samt sammanställa befintlig information om utbildning på området Handledning geoenergilager 11

12 Introduktion Energilager A - Kunskapsdelen Historik typer och definitioner Lagstiftning möjligheter och begränsningar Markens förutsättningar Översiktligt angående markens termiska egenskaper Bergart, Jorddjup, Grundvattenyta Tillgänglig markyta för borrning Ekonomiskt- tekniskt möjligt med borrning Legala hinder - maximalt borrdjup, vattentäkt, etc. Borrning raka hål Handledning geoenergilager 12

13 Energilager dimensionering Responstest Beräkningsprogram EED A Kunskapsdelen (2) Balanserade energilager Möjligheter för återladdning Värme: sol, uteluft, frånluft mm Kyla: snö/is, uteluft mm Mätning och mätteknik Möjligheter och vikten av mätning Mätutrusning och metoder termiskmassa, väderprognos, minskning av effekt o energi, Handledning geoenergilager 13

14 Applikationer A Kunskapsdelen (3) Dimensionerande värme- och kyleffekt kw (inkl. varmvatten) Energilast kwh (energilastens variation under året) Uttagen och tillförd värme (markens energibalans) Definitioner och terminologi Handledning geoenergilager 14

15 B Föreskrivandedel Föreskrivandehandlingar Dwg filer Praxis jmf Mark AMA SGU Normbrunn 07 Borrning raka hål 3-dimensionell mätning Borrningsdokumentation från utsättning till slangsatt Besiktning genomförande krav (ex gjutning Normbrunn 07) Samlingsrör/brunnar flöde temp mätning (energi) Flödeskontroll turbulent styrning utförande Handledning geoenergilager 15

16 C - Utbildningsdel Kravprofil på utbildning för olika kategorier Utbildningsmaterial, etc.. Marknadsföringsplan mässor, företagsträffar, organisationer Handledning geoenergilager 16

17 Tidplan: apr11 dec12 År Aktivitet/Kvartal Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 1 Tidsplanering/Litteraturstudier 2Intervjuer & behovsanalys 3Utvärdering av gjorda projekt 4 Sammanställning av krav/behov 5 Struktur och 1sta utkast till handledning 6Delrapport 7 Utveckling förfr.underlag & std ritning 8Seminarier & utbildningar 9Test av process på utvalda projekt 10 Slutrapportering Handledning geoenergilager 17

18 Utbildning Vem ska/kan använda handledningen? Vilka utbildar! Hur sprids informationen? Handledning geoenergilager 18

19 Ekonomi - finansiering Finansiär % Kontant Effsys % Avanti Systems % Geotec % IVT % Rototec % Geawelltech % SVEP % Ekofektiv % ÅF Infrastruktur % Mouvitec % Summa % Handledning geoenergilager 19

20 Tack för uppmärksamheten! Thomas Wildig Handledning geoenergilager 20